全国版2019版高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第3节铁铜及其

第3节 铁、铜及其化合物

考试说明

1．掌握铁、铜的主要性质及其应用。

2．掌握铁、铜的重要化合物的主要性质及其应用。 3．了解铁、铜及其重要化合物的制备方法。 命题规律

铁、铜及其化合物是高考的热点，有选择和填空两种题型。以铁、铜及其化合物为载体，与电解质溶液中离子方程式的书写、电化学知识、实验探究融合在一起综合考查，备考时要抓住“铁三角”之间的转化关系，特别重视Fe、Fe的鉴别与检验，以及以Fe的还原性、Fe的氧化性为核心的氧化还原知识及离子方程式的书写。

考点1 铁及其重要化合物

一、铁的单质

1．铁的原子结构与物理性质

铁位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，原子结构示意图为，最外层有2个电子，在化学反应中易失去2个或3个电子而表现为＋2价或＋3价。铁在地壳中的含量占第4位。自然界中铁元素主要以化合态形式存在。

纯铁具有金属的共性，如具有银白色金属光泽和良好的延展性，是电和热的良导体，具有能被磁铁吸引的特性，纯铁有很强的抗腐蚀能力。

2．铁的化学性质

铁单质性质活泼，有较强的还原性，铁元素主要化合价为＋2价和＋3价。 (1)与非金属单质的反应 ①与O2的反应

常温：铁被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。

点燃

点燃：3Fe＋2O2=====Fe3O4，现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。

点燃

②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl2=====2FeCl3，现象：生成棕黄色的烟。

△

③与S的反应：Fe＋S=====FeS，现象：生成黑色固体。 (2)与水的反应

常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：

高温

3Fe＋4H2O(g)=====Fe3O4＋4H2。 (3)与酸的反应

3＋

2＋

3＋

2＋

(4)与某些盐溶液的反应

①与CuSO4溶液反应的离子方程式： Fe＋Cu===Fe＋Cu。

②与FeCl3溶液反应的离子方程式： Fe＋2Fe===3Fe。 二、铁的氧化物和氢氧化物 1．铁的氧化物

3＋

2＋

2＋

2＋

2．铁的氢氧化物

三、铁盐和亚铁盐 1．铁盐 (1)氧化性

①与单质铜、铁反应

离子方程式为2Fe＋Cu===2Fe＋Cu，2Fe＋Fe===3Fe。 ②与KI溶液反应

离子方程式为2Fe＋2I===2Fe＋I2。

(2)特性：含有Fe的盐溶液遇KSCN溶液变成红色。离子方程式为Fe＋3SCN===Fe(SCN)3。

2．亚铁盐

含Fe的溶液呈浅绿色，在空气中易被O2氧化而变质，保存时要加入少量的铁粉，防止其被氧化。Fe既有氧化性，又有还原性，但主要表现还原性。

(1)氧化性：Fe与Zn反应的离子方程式： Fe＋Zn===Zn＋Fe。

(2)还原性： ①与Cl2反应的离子方程式为2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl。

2＋

3＋

－

2＋

2＋2＋2＋

2＋

3＋

3＋

－

3＋

－

2＋

3＋

2＋

2＋

3＋

2＋

②与稀HNO3反应的离子方程式为3Fe＋4H＋NO3===3Fe＋NO↑＋2H2O。 四、Fe、Fe的鉴别

2＋

3＋

2＋＋－3＋

(1)Fe与Cl2反应生成FeCl3而不是FeCl2；Fe与S反应生成FeS；Fe与盐酸反应生成FeCl2而不是FeCl3；Fe与I2反应生成FeI2。

(2)除杂

主要物质 Fe FeCl3 Fe Fe Fe2O3 2＋2＋杂质 Fe FeCl2 Cu Al Al2O3、SiO2 2＋3＋除杂方法 加过量铁粉后过滤 加氯水或H2O2 加过量铁粉后过滤 加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤 加过量强碱(如NaOH)溶液后过滤 (3)物质制备

【基础辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

HCl?aq?

(2)可以用铁制容器运输浓硝酸和浓H2SO4。(√)

(3)铁在潮湿的空气中生成的铁锈主要成分是Fe2O3，铁在纯氧中燃烧的产物是Fe3O4，Fe在高温下与水蒸气反应生成Fe2O3。(×)

(4)配制FeSO4溶液时，加入铁粉防止Fe被氧化。(√) (5)FeCl3、FeCl2和Fe(OH)3都可以通过化合反应制取。(√) (6)磁性氧化铁溶于稀硝酸的离子方程式为3Fe2H2O(×)

题组一 Fe、Fe的相互转化及检验

1．下列试剂中，不能使Fe转化为Fe的是 ( )

①氯气 ②NaCl溶液 ③KMnO4溶液 ④稀硝酸 ⑤盐酸 ⑥NaNO3溶液 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．②⑤⑥ 答案 D

解析 ②NaCl无氧化性，⑤中的盐酸与Fe不反应；⑥中的NO3不在酸性条件下，不具有氧化性。

2．下列常见实验的现象或表述正确的是( )

A．向某溶液中加入2滴KSCN溶液，溶液不显红色，再向溶液中加入几滴新制的氯水，溶液变为红色，该溶液中一定含有Fe

B．为检验红砖中铁的价态，向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液2～3滴，溶液变为红色，说明红砖中只有三氧化二铁

C．制备氢氧化亚铁时，向硫酸亚铁溶液中滴加氢氧化钠溶液，边加边搅拌，即可制得白色的氢氧化亚铁

D．将(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O试样溶于稀硝酸中，滴加KSCN溶液，出现血红色，说明检验前该试样已变质

答案 A

解析 B项只能说明红砖中存在三价铁离子，不能说明只有三氧化二铁，错误；C项在操作的过程中会带入O2，错误；D项试样中的Fe会被稀硝酸氧化为Fe，错误。

题组二 铁及其化合物的性质与定量计算

3．1 L溶液中含有Fe(NO3)3和H2SO4两种溶质，其浓度分别为0.2 mol·L和1.5 mol·L

－1

2＋

3＋

2＋

2＋

－

2＋

3＋

2＋

3＋

2＋

2＋

△

(1)下列物质的转化在给定条件下能实现：Fe2O3――→FeCl3(aq)――→无水FeCl3。(×)

＋4H＋NO3===3Fe

＋－3＋

＋NO↑＋

－1

，现向该溶液中加入39.2 g铁粉使其充分反应，下列有关说法正确的是( ) A．反应后溶液中Fe物质的量为0.8 mol B．反应后产生13.44 L H2(标准状况)

C．反应后溶液中Fe和Fe物质的量之和为0.9 mol

D．由于氧化性Fe>H，故反应中先没有气体产生，后产生气体 答案 C

39.2 g

解析 Fe(NO3)3和H2SO4的物质的量分别为0.2 mol、1.5 mol，n(Fe)＝－1＝

56 g·mol

3＋

＋2＋

3＋

3＋

0.7 mol，氧化性为HNO3>Fe>H，则

Fe＋4H＋NO3===Fe＋NO↑＋2H2O 1 4 1 1 1 0.6 2.4 0.6 0.6 0.6 Fe＋2Fe===3Fe 1 2 3 0.1 0.2 0.3

单质铁完全反应，反应后的溶液中含Fe(0.2＋0.6－0.2) mol＝0.6 mol、0.3 mol Fe

＋

3＋

2

3＋

2＋

＋

－

3＋

3＋＋

，A错误，C正确；反应中没有H2生成，但有NO生成，反应时先有NO气体生成，后没有4．在某稀硝酸中加入5.6 g铁粉充分反应后，铁粉全部溶解，放出NO气体，溶液质

气体产生，B、D错误。

量增加3.2 g，则所得溶液中Fe和Fe的物质的量之比为( )

A．3∶2 B．2∶1 C．1∶1 D．4∶1 答案 A 解析 n(Fe)＝

5.6 g

mol，生成NO的质量为5.6 g－3.2 g＝2.4 g，n(NO)－1＝0.1

56 g·mol

2＋

3＋

2.4 g2＋3＋

＝mol，设Fe和Fe的物质的量分别为x mol、y mol，则x mol＋y mol－1＝0.08 30 g·mol

＝0.1 mol、2x mol＋3y mol＝0.08 mol×(5－2)，解得x＝0.06、y＝0.04，所以所得溶液中Fe和Fe的物质的量之比为0.06 mol∶0.04 mol＝3∶2。

2＋

3＋

考点2 铜及其化合物

1．铜 (1)物理性质

铜是紫红色金属，具有良好的导热性、导电性和延展性。 (2)化学性质

2．铜的氧化物和氢氧化物

3．铜盐

(1)Cu2(OH)2CO3的名称为碱式碳酸铜，是铜绿的成分，它是铜在潮湿的空气中被锈蚀的结果，它受热易分解：

△

Cu2(OH)2CO3=====2CuO＋H2O＋CO2↑。

(2)无水CuSO4是白色粉末，遇水变蓝色(生成CuSO4·5H2O)可作为水的检验依据，但不适于作干燥剂。

△

CuSO4·5H2O为蓝色晶体，俗称蓝矾或胆矾，受热易分解：CuSO4·5H2O=====CuSO4＋5H2O↑，蓝色晶体受热转化为白色粉末。

(3)铜盐溶液有毒，主要是因为铜离子作为一种重金属离子能与蛋白质作用，使蛋白质变性失去生理活性，因此人们利用了它的这一性质用胆矾、熟石灰、水配成了波尔多液，用来杀灭植物的病毒。

(1)铜在通入氧气的情况下，可在稀的非氧化性酸(稀盐酸、稀硫酸)中逐渐溶解：2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O。

(2)区别红色物质Cu和Cu2O的方法：

向红色物质中加入稀硫酸，若溶液由无色变成蓝色，则该红色物质为Cu2O，反应的化学方程式为Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。

【基础辨析】

判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

(1)无水CuSO4白色粉末遇水变蓝色，发生物理变化。(×) (2)CuSO4·5H2O加热失去结晶水发生化学变化。(√) (3)过量的铜与浓硝酸反应一定没有NO生成。(×)

(4)清除铜制品表面的铜绿用稀HNO3。(×) (5)Cu2O遇硝酸会被氧化成Cu。(√)

(6)Cu2(OH)2CO3是铜锈的主要成分，在干燥的空气中不易生成。(√)

题组一 铜及其化合物的性质

1．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶，再加入下列物质，铜粉溶解的是( ) ①FeCl3 ②Fe2O3 ③Cu(NO3)2 ④KNO3 A．只有①或② C．只有①或②或③ 答案 D

解析 Cu与Fe作用：2Fe＋Cu===2Fe＋Cu，Fe2O3与稀H2SO4反应生成Fe，H、NO3具有强氧化性，能使铜粉溶解。故①②③④均能使铜粉溶解。

2．铜在自然界多以化合态的形式存在于矿石中。常见的铜矿石有：黄铜矿(CuFeS2)、斑铜矿(Cu5FeS4)、辉铜矿(Cu2S)、孔雀石[CuCO3·Cu(OH)2]。下列说法不正确的是( )

A．可用稀盐酸除去铜器表面的铜绿 B．硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 C．工业上常采用电解法制取粗铜

D．在上述几种含铜化合物中，铜的质量分数最高的是Cu2S 答案 C

解析 工业上常用电解法精炼铜，用热还原法制取粗铜，C错误。 题组二 铜及其化合物转化关系的应用

3．下表中，对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是( ) 选项 A B 式碳酸铜 铜表面易形成致密的氧化膜 向硫酸铜溶液中通入C 氨气，有深蓝色沉淀产生，过滤后灼烧滤渣，最后变成黑色固体 蓝色硫酸铜晶体受热D 转化为白色硫酸铜粉末是物理变化 答案 D

解析 稀盐酸可以与碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]反应，而且稀盐酸不与Cu反应，所以可用稀盐酸除铜器表面的铜绿[Cu2(OH)2CO3]，Ⅰ、Ⅱ有因果关系，A错误；铜表面不能形成致

硫酸铜溶液可用作游泳池的消毒剂 Ⅰ错；Ⅱ对；无 把铜丝放在酒精灯火焰上灼烧，铜丝表面变黑 Ⅰ对；Ⅱ对；有 硫酸 陈述Ⅰ 铜绿的主要成分是碱陈述Ⅱ 可用稀盐酸除铜器表面的铜绿 铜制容器可以盛放浓判断 Ⅰ对；Ⅱ对；无 Ⅰ对；Ⅱ对；有 －

3＋

3＋

2＋

2＋

3＋

＋

2＋

B．只有②或④

D．①②③④中任意一种

密的氧化膜，铜与浓硫酸在一定温度下能发生反应，所以不能用铜制容器盛装浓硫酸，B错误；硫酸铜与氨水生成Cu(OH)2，Cu(OH)2受热分解生成黑色CuO，Ⅰ、Ⅱ均正确，但没有因果关系，C错误；蓝色硫酸铜晶体受热转化为白色硫酸铜粉末有新物质生成，属于化学变化，CuSO4可用作消毒剂，但与前者没有因果关系，D正确。

4．各物质之间的转化关系如图，部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物，X、Y、Z的原子序数依次增大，在周期表中X的原子半径最小，Y、Z原子最外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体，G为黄绿色单质气体，J、M为金属，I有漂白作用，反应①常用于制作印刷电路板。据此回答下列各题：

(1)写出纯净物A的化学式：________，C的电子式：________，用来检验L中阳离子的试剂是________(该试剂焰色反应为紫色)。

(2)沉淀E可溶于过量________(填试剂名称)得到深蓝色的透明溶液，呈现该颜色是因为溶液中存在配离子：________(填化学式)。

(3)写出反应①的离子方程式：_________________________。

(4)已知F溶于稀硝酸，溶液变成蓝色，放出无色气体，请写出该反应的化学方程式：___________________________________。

答案 (1)CuCO3[或Cu2(OH)2CO3] (2)氨水 [Cu(NH3)4] (3)Cu＋2Fe===Cu＋2Fe

(4)3Cu2O＋14HNO3===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O

3＋

2＋

2＋

2＋

硫氰化钾

解析 周期表中原子半径最小的是H(X)、G为Cl2、L为FeCl3、B为CuCl2、E为Cu(OH)2、M为Cu、K为FeCl2、J为Fe、H为HCl、C为H2O、I为HClO，由Y、Z原子序数依次增大且Y、Z最外层电子数之和为10可推知Y为C、Z为O，所以D为CO2，A为CuCO3或Cu2(OH)2CO3。

(4)F溶于稀硝酸，溶液呈蓝色，说明F为Cu2O，Cu2O与稀硝酸反应的化学方程式为3Cu2O＋14HNO3===6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O。

1.[高考集萃]判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。

Cl2点燃

(2)[2016·四川高考]常温下，将铁片浸入足量浓硫酸中，铁片不溶解，则常温下，铁与浓硫酸一定没有发生化学反应。( )

(3)[2016·江苏高考]室温下，向FeCl3溶液中滴加少量KI溶液，再滴加几滴淀粉溶液，溶液变蓝色，则Fe的氧化性比I2的强。( )

(4)[2016·全国卷Ⅱ]除去Cu粉中混有的CuO，加入稀硝酸，过滤、洗涤、干燥。( ) (5)[2015·山东高考]向某溶液中滴加氯水后再加入KSCN溶液，溶液呈红色，溶液中一定含有Fe。( )

2＋

3＋

NaOH?aq?

(1)[2017·江苏高考]利用Fe――→FeCl2――→Fe(OH)2 实现物质间的转化。( )

(6)[2015·天津高考]在溶液中加KSCN，溶液显红色，证明原溶液中有Fe、无Fe。( )

答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)×

解析 (1)Fe与Cl2反应生成FeCl3，故错误；(2)常温下，铁遇浓硫酸发生钝化，生成致密的氧化膜，错误；

(3)Fe氧化I生成I2，I2遇淀粉变蓝色，说明Fe的氧化性强于I2，正确；(4)Cu可以和HNO3反应，错误；(5)检验某溶液中是否含有Fe，应先加入KSCN溶液，溶液不变红，再加入新制氯水，溶液变红，则含Fe，错误；(6)加入KSCN，溶液显红色，证明含有Fe

＋

2＋

3

2＋

3＋

－

3＋

3＋2＋

，不能证明是否含有Fe，错误。

2．[2015·全国卷Ⅰ]下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的

2＋

是( )

选项 A 实验 将稀硝酸加入过量铁粉中，充分反应后滴加KSCN溶液 B 将铜粉加入1.0 mol·LFe2(SO4)3溶液中 用坩埚钳夹住一小块C 用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热 将0.1 mol·L MgSO4D 溶液滴入NaOH溶液至不再有沉淀产生，再滴加0.1 mol·L－1－1－1现象 有气体生成，溶液呈血红色 溶液变蓝、有黑色固体出现 熔化后的液态铝滴落下来 先有白色沉淀生成，后变为浅蓝色沉淀 较低 泼 结论 稀硝酸将Fe氧化为Fe 金属铁比铜活3＋金属铝的熔点Cu(OH)2的溶度积比Mg(OH)2 的小 CuSO4溶液 答案 D

解析 稀硝酸中加入过量的铁粉，生成硝酸亚铁，溶液中没有三价铁离子，加入硫氰化钾溶液，溶液不变红，A错误；铜的活泼性弱于铁，只能发生反应2Fe＋Cu===2Fe＋Cu，B错误；铝和氧气反应生成了氧化铝，又因氧化铝的熔点远高于铝的熔点，而氧化铝在铝的表面，所以加热铝箔的时候铝熔化了但是不会滴落，C错误；对于组成类似(阴、阳离子个数比相同)的难溶电解质，溶度积大的易转化为溶度积小的，D正确。

3．[2015·四川高考]下列有关CuSO4溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中Na、NH4、NO3、Mg可以大量共存 B．通入CO2气体产生蓝色沉淀

C．与H2S反应的离子方程式：Cu＋S===CuS↓

D．与过量浓氨水反应的离子方程式：Cu＋2NH3·H2O===Cu(OH)2↓＋2NH4 答案 A

解析 硫酸铜溶液显酸性，A给出的四种离子在酸性条件下能共存，且不与Cu或SO4

2＋

2－

2＋

＋

2＋

2－

＋

＋

－

2＋

2＋

3＋

2＋

反应，正确；CO2与CuSO4不反应，B错误；H2S为弱电解质，在离子方程式中用化学式表示，C错误；硫酸铜与过量氨水反应生成[Cu(NH3)4]SO4，D错误。

4．[2015·上海高考]检验用硫酸亚铁制得的硫酸铁中是否含有硫酸亚铁，可使用的试剂是( )

A．NaOH

B．KMnO4

C．KSCN 答案 B

3＋

2＋

D．

2＋

3

解析 检验含有Fe的溶液中是否含有Fe时需利用Fe的特有性质，同时要考虑Fe

＋

2＋

2＋

2＋

对Fe的干扰。加入NaOH溶液会生成红褐色氢氧化铁沉淀，对是否有白色沉淀产生的观

3＋

3＋

察有干扰，A错误；Fe具有还原性，若溶液中含有Fe，加入少量高锰酸钾溶液后，溶液褪色，B正确；KSCN是利用溶液变血红色来检验Fe的试剂，C错误；苯酚遇Fe显紫色，无法检验Fe，D错误。

5．[2016·全国卷Ⅱ]某班同学用如下实验探究Fe、Fe的性质。回答下列问题： (1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑，其目的是__________________。

(2)甲组同学取2 mL FeCl2溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl2可将Fe氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为____________________。

(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是____________________。

(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·LFeCl3溶液混合。分别取2 mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1 mL CCl4充分振荡、静置，CCl4层显紫色； ②第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀； ③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。

实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I过量的情况下，溶液中仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________________________________。

(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，发

生

反

2＋

－

－1

－1

2＋

－1

2＋

3＋

2＋

应的离子方程式为

________________________________________________________。

答案 (1)防止Fe被氧化 (2)2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl (3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响) (4)Fe Fe 可逆反应

(5)2Fe＋H2O2＋2H===2Fe＋2H2O

解析 (1)Fe易被空气中的O2氧化为Fe，加入少量铁屑，可防止Fe被氧化。

2＋

3＋

2＋

2＋

＋

3＋

2＋

3＋

2＋

3＋

－

(2)Cl2可将Fe氧化，反应的离子方程式为2Fe＋Cl2===2Fe＋2Cl。

(3)Fe易被空气中的O2氧化，加入煤油，覆盖在溶液上面，阻止空气进入溶液干扰实验。

(4)实验②加入K3[Fe(CN)6]溶液，生成蓝色沉淀，说明含有Fe；实验①和③说明在I

－

2＋

2＋

2＋2＋3＋－

过量的情况下，溶液中仍含有Fe，证明该反应为可逆反应。

(5)H2O2溶液中加入酸化的FeCl2溶液，溶液变成棕黄色，说明Fe被H2O2氧化成Fe。 6．[2016·四川高考]CuCl广泛应用于化工和印染等行业。某研究性学习小组拟热分解

2＋

3＋

3＋

CuCl2·2H2O制备CuCl，并进行相关探究。

【资料查阅】

【实验探究】 该小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器略)。

请回答下列问题：

(1)仪器X的名称是____________________。

(2)实验操作的先后顺序是a→_______→e(填操作的编号)。 a．检查装置的气密性后加入药品 b．熄灭酒精灯，冷却

c．在“气体入口”处通入干燥HCl d．点燃酒精灯，加热 e．停止通入HCl，然后通入N2

(3)在实验过程中，观察到B中物质由白色变为蓝色，C中试纸的颜色变化是____________________。

(4)装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式是______________________。 【探究反思】

(5)反应结束后，取出CuCl产品进行实验，发现其中含有少量的CuCl2或CuO杂质。根据资料信息分析：

①若杂质是CuCl2，则产生的原因是_____________________。 ②若杂质是CuO，则产生的原因是______________________。 答案 (1)干燥管 (2)cdb

(3)先变红，后褪色

(4)Cl2＋2OH===ClO＋Cl＋H2O (5)①加热时间不足或温度偏低 ②通入HCl的量不足

解析 (2)根据资料可知，由CuCl2·2H2O热分解制备CuCl要防止Cu被空气中氧气氧化，同时要抑制Cu的水解，故应先通入干燥的HCl以排尽装置中的空气，然后再加热使CuCl2·2H2O分解，最后必须在无氧环境中冷却，结合上述思路，操作的顺序为a→c→d→b→e。

(3)实验过程中，HCl会进入C中，另外当温度高于300 ℃时，试管中发生反应：

2＋

＋

－

－

－

>300 ℃

2CuCl2=====2CuCl＋Cl2↑，故进入C的气体既有HCl又有Cl2，所以C中湿润蓝色石蕊试纸先变红，后褪色。

(4)根据(3)可知进入D中的气体有HCl和Cl2，则装置D中发生的氧化还原反应的离子方程式为Cl2＋2OH===Cl＋ClO＋H2O。

(5)①根据资料可知，含CuCl2杂质的原因是CuCl2没有完全分解，而造成此现象的原因是加热温度偏低或加热时间不足。②由资料图可知，CuCl2·2H2O直接加热生成Cu2(OH)2Cl2，再受热分解产生CuO，故原因是通入HCl的量不足。

7．[2015·四川高考(节选)]为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。

活化硫铁矿还原Fe的主要反应为FeS2＋7Fe2(SO4)3＋8H2O===15FeSO4＋8H2SO4，不考虑其他反应。请回答下列问题：

(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是____________________________。 (2)检验第Ⅱ步中Fe是否完全还原，应选择________(填字母编号)。 A．KMnO4溶液 C．KSCN溶液

答案 (1)Fe2O3＋6H===2Fe＋3H2O (2)C

解析 (1)Fe2O3溶解于稀H2SO4中，生成Fe2(SO4)3。

(2)检验第Ⅱ步中Fe是否完全被还原，即检验溶液中有无Fe，故可采用KSCN溶液，C项正确。

3＋

3＋

＋

3＋

3＋3＋

－

－

－

B．K3[Fe(CN)6]溶液

一、选择题(每题6分，共72分)

1．下列金属中，表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气氧化的是( ) A．Cu B．Na C．Fe D．Al 答案 D

解析 金属铝的表面可形成致密的氧化膜，保护内层金属不被空气氧化，故D符合题意。

2．下列反应中，反应后固体物质增重的是( ) A．氢气通过灼热的CuO粉末 B．二氧化碳通过Na2O2粉末 C．铝与Fe2O3发生铝热反应 D．将锌粒投入Cu(NO3)2溶液 答案 B

解析 A项，CuO被H2还原为Cu，固体质量减轻；B项，2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，Na2O2变为Na2CO3，固体质量增加；C项，铝热反应前后固体总质量保持不变；D项，1 mol Zn置换出1 mol Cu，固体质量减轻，不符合题意。

3．下列指定反应的离子方程式正确的是( ) A．Cu溶于稀HNO3：Cu＋2H＋NO3===Cu＋NO2↑＋H2O

B．(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2：Fe＋2OH===Fe(OH)2↓ C．用CH3COOH溶解CaCO3：CaCO3＋2H===Ca＋H2O＋CO2↑

D．向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3：CO2＋AlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO3 答案 D

解析 Cu与稀HNO3反应的还原产物为NO，A错误；(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH反应时还会发生NH4与OH间的反应，B错误；CH3COOH是弱电解质，离子方程式中不能拆成离子形式。

4．[2017·哈尔滨模拟]某研究小组通过实验探究Cu及其化合物的性质，操作正确且能达到实验目的的是( )

A．将铜丝插入浓硫酸中并加热，反应后再加入水，观察硫酸铜溶液的颜色 B．常温下将铜丝伸入盛满氯气的集气瓶中，观察CuCl2的生成 C．将CuCl2溶液在蒸发皿中加热蒸干，得到无水CuCl2固体 D．将表面有铜绿[Cu2(OH)2CO3]的铜器放入盐酸中浸泡，除去铜绿 答案 D

解析 铜与浓硫酸反应后硫酸浓度仍较高，不能把水加入反应容器中，A错误；Cu与Cl2常温下不反应，需要加热才能发生反应，B错误；CuCl2水解生成的HCl易挥发，加热蒸干CuCl2溶液得不到CuCl2固体，C错误。

5．下列关于Fe、Fe的说法错误的是( ) A．用如图装置可以制备Fe(OH)2沉淀

B．配制FeCl3溶液时，先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓

3＋

2＋

＋

－

－

－

＋

2＋

2＋

－

＋

－

2＋

度

C．向某溶液中滴加KSCN溶液，溶液不变色，滴加氯水后溶液显红色，此现象不能确定溶液中含有Fe

D．向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe被氧化 答案 C

解析 反应开始时生成的氢气进入B中，可排出空气，防止生成的Fe(OH)2被氧化，一段时间后关闭止水夹C，A中FeSO4溶液被压入B中与NaOH溶液反应生成Fe(OH)2，故A正确；配制FeCl3溶液时为防止Fe因水解而生成氢氧化铁沉淀，可先将氯化铁晶体溶于较浓的盐酸中，再加水稀释到所需要的浓度，故B正确；Fe与Fe反应可生成Fe，则向FeCl2溶液中加入少量铁粉是为了防止Fe被氧化，故D正确。

6．下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( ) A．该溶液中，K、Fe、C6H5OH、Br可以大量共存 B．和KI溶液反应的离子方程式：Fe＋2I===Fe＋I2

C．和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式：Fe＋SO4＋Ba＋3OH===Fe(OH)3↓＋BaSO4↓ D．1 L 0.1 mol·L该溶液和足量的Zn充分反应，生成11.2 g Fe 答案 D

解析 Fe与苯酚发生反应，A错误；离子方程式中电子得失不守恒，电荷不守恒，B错误；没有遵循物料守恒原则，C错误；1 L 0.1 mol·L的Fe2(SO4)3溶液中含Fe 0.2 mol，足量的Zn可将0.2 mol Fe还原得到0.2 mol的Fe，即质量为11.2 g，D正确。

7．下列关于元素及其化合物的说法不正确的是( ) A．Fe在一定条件下可与浓盐酸、稀硫酸、浓硝酸等剧烈反应

B．Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，且两单质的作用不相同 C．在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解，若再继续加入KNO3固体，铜粉会溶解 D．金属单质Na、Mg、Fe在一定条件下与水反应都生成H2和相应的碱 答案 D

解析 Fe在常温下可被浓硝酸钝化，但加热时能反应，A正确；Al、Cl2均能和NaOH溶液发生氧化还原反应，但Al只作还原剂，而Cl2与NaOH溶液反应时既作还原剂又作氧化剂，B正确；酸性条件下NO3有强氧化性，能氧化Cu，C正确；Fe在一定条件下与水反应生成H2和Fe3O4，D错误。

8．已知酸性条件下有如下反应：2Cu===Cu＋Cu↓。由于反应温度不同，用氢气还原氧化铜时，可能产生Cu或Cu2O，两者都是红色固体。一同学对某次用氢气还原氧化铜实验所得的红色固体产物作了验证，实验操作和实验现象记录如下：

＋

2＋

－3＋

－1

3＋

3＋

－1

3＋

2－

2＋

－

3＋

－

2＋

＋

2＋

－

2＋

3＋

2＋

3＋

2＋

2＋

由此推出本次氢气还原氧化铜实验的产物( ) A．是Cu B．是Cu2O

C．一定有Cu，一定有Cu2O D．一定有Cu2O，可能有Cu 答案 D

解析 浓H2SO4(加热)、硝酸均能氧化Cu或Cu2O；而稀H2SO4与Cu不反应，与Cu2O反应。

9．下列离子方程式书写正确的是( )

A．向FeBr2溶液中通入足量氯气：2Fe＋4Br＋3Cl2===2Fe＋2Br2＋6Cl B．NaClO溶液和FeCl2溶液混合：2ClO＋Fe＋2H2O===Fe(OH)2↓＋2HClO

C．在强碱溶液中NaClO与Fe(OH)3反应生成Na2FeO4：3ClO＋2Fe(OH)3===2FeO4＋3Cl

－

－

2－

－

2＋

2＋

－

3＋

－

＋H2O＋4H

D．Fe3O4与稀HNO3反应：Fe3O4＋8H===Fe＋2Fe＋4H2O 答案 A

解析 足量的氯气将Br和Fe完全氧化成Br2和Fe，A正确；NaClO溶液和FeCl2

－

2＋

3＋

＋

2＋

3＋

＋

溶液混合，会发生氧化还原反应，B错误；在强碱溶液中不生成H，正确的离子方程式为2Fe(OH)3＋3ClO＋4OH===2FeO4＋3Cl＋5H2O，C错误；Fe3O4与HNO3反应时，＋2价铁被氧化为＋3价，D错误。

10．球墨铸铁中含有一种铁碳化合物X。实验小组为测定化合物X的组成设计实验如下：

下列说法不正确的是( ) A．固体2是氧化铁

B．X的化学式可以表示为Fe3C2

C．溶液甲加热、蒸发、灼烧也可得到24.0 g固体 D．X与足量的热浓硝酸反应有NO2和CO2生成 答案 B

解析 X在空气中煅烧转化为CO2气体与铁的氧化物，再经盐酸、氯气处理后得到FeCl3

－

－

2－

－

＋

溶液(溶液乙)，加热、蒸发时，FeCl3水解得到Fe(OH)3，灼烧Fe(OH)3得到固体Fe2O3(固体2)，A正确；n(Fe2O3)＝

24.0 g

－1＝0.15 mol，n(Fe)＝0.3 mol，m(Fe)＝16.8 g，m(C)

160 g·mol

2＋

3＋

＝18.0 g－16.8 g＝1.2 g，n(C)＝0.1 mol，n(Fe)∶n(C)＝3∶1，X的化学式可以表示为Fe3C，B错误；溶液甲加热、蒸发、灼烧过程中，Fe会被空气氧化为Fe，最后得到的固体也是Fe2O3，C正确；浓硝酸和铁碳化合物反应，碳元素被氧化成CO2，氮元素被还原为NO2，D正确。

11. 向稀硫酸和稀硝酸的混合溶液200 mL中逐渐加入铁粉，产生气体的量随铁粉质量的变化如图所示(已知硝酸只被还原为NO气体)。下列分析错误的是( )

A．OA段产生的是NO，AB段的反应为Fe＋2Fe===3Fe，BC段产生H2 B．A点溶液中的溶质为Fe(NO3)3和H2SO4 C．原混合酸中NO3物质的量为0.2 mol

D．原混合酸中H2SO4的物质的量浓度为2 mol·L 答案 B

解析 分析图像中各线段所发生的反应：

＋3＋

OA段：Fe＋NO－3＋4H===Fe＋NO↑＋2H2O；

－1

－

3＋

2＋

AB段：Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋； BC段：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。

由此可知A正确；由OA段所发生的反应可知硝酸完全转化为NO，溶液中不存在NO3，故A点溶质应该是Fe2(SO4)3和H2SO4，B错误；由OA段氧化还原反应的得失电子守恒可知，

11.2 g

－1＝0.2 mol，C正确；三个阶段共消耗铁为22.4 g，即

56 g·mol

－

n(NO－3)＝n(Fe)＝

22.4 g2－2＋

)＝－1＝0.4 mol，C点溶质为FeSO4，由溶液中的电荷守恒可知n(SO4)＝n(Fe

56 g·mol

0.4 mol，由反应前后SO4的量不变可知原混合酸中硫酸的浓度为2 mol·L，D正确。

12．铜有两种常见的氧化物CuO和Cu2O。某学习小组取0.98 g(用精密天平测量)Cu(OH)2

固体加热，有铜的氧化物生成，其质量随温度变化如图甲所示；另外，某同学绘制了三条表示金属氧化物与其所含金属元素的质量的关系曲线，如图乙所示。则下列分析正确的是( )

A．图甲中a点和b点对应物质的化学式分别为Cu2O和CuO B．图甲整个过程中共生成0.26 g水

C．图乙三条曲线中，表示CuO和其中所含Cu元素质量关系的曲线是A D．图甲中，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移 答案 D

解析 0.98 g Cu(OH)2的物质的量为0.01 mol，若全部生成CuO，则质量为0.01 mol×80 g·mol＝0.80 g，所以a点对应的物质是CuO；若全部生成Cu2O，则质量为0.005 mol×144

高温

g·mol＝0.72 g，所以b点对应的物质是Cu2O，A错误；根据化学方程式Cu(OH)2=====CuO

－1－1

2－

－1

高温

＋H2O、4CuO=====2Cu2O＋O2↑可知，生成水的物质的量为0.01 mol，质量为0.01 mol×18 g·mol＝0.18 g，B错误；CuO和其中所含Cu元素的质量关系(以CuO的质量为10 g计算)为：

CuO ～ Cu 80 64 10 g 8 g

观察图乙可知，B曲线符合上述质量关系，表示的是CuO，C错误；根据反应方程式高温

4CuO=====2Cu2O＋O2↑可知，a到b的过程中有0.01 mol电子发生了转移，D正确。

二、非选择题(共28分)

13．(12分)工业上以黄铜矿(CuFeS2)为原料制备 CuSO4·5H2O的主要流程如下：

(1)下列装置可用于吸收气体X的是________(填字母)。

(2)熔渣Y的成分为Fe2O3和FeO，选用提供的试剂，设计实验验证熔渣中含有FeO。写出有关实验操作、现象与结论。

提供的试剂：稀盐酸、稀硫酸、KSCN溶液、KMnO4溶液、NaOH溶液、氯水。 _____________________________________________________。

(3)向粗铜中加入稀硫酸和稀硝酸的混酸溶液制取硫酸铜时(杂质不参加反应)，混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为________。

答案 (1)bd

(2)取少量熔渣装入试管中，加入适量稀硫酸溶解，向溶液中加入KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，可证明熔渣中含有FeO

(3)3∶2

解析 (1)气体X是SO2，SO2在碱性溶液中的溶解度较大，需要防倒吸，可用bd装置吸收。

(2)根据熔渣的成分，检验熔渣中含有FeO的操作为取少量熔渣于试管中，加入适量稀硫酸溶解，向溶液中加入KMnO4溶液，若溶液紫色褪去，可证明熔渣中含有FeO。

(3)由离子方程式3Cu＋8H＋2NO3===3Cu＋2NO↑＋4H2O知，混酸中H2SO4与HNO3的物质的量之比为3∶2时，NO3全部转化为NO，即混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3∶2。

14．[2018·安徽皖江名校联考](16分)铁及其化合物有丰富多彩的化学性质。回答下列问题：

(1)铁元素在周期表中的位置为第______周期第_____族。

(2)FeCl3溶液可用于吸收尾气中的SO2，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________________。

(3)某化学兴趣小组同学用如图装置，充分加热硫酸亚铁晶体(FeSO4·xH2O)至完全分

－

＋

－

2＋

－1

解。

①装置A中需持续通入N2，其目的是_____________________ _________________________________________________________。

②充分反应一段时间后，小组同学观察到实验现象为：装置A中残留有红棕色固体，装置B中固体变蓝，C中溶液褪色，请写出FeSO4分解的化学方程式：____________________________________。

③装置D中干燥管的作用为____________________________。

④小组同学利用数字化实验仪器测定了不同温度时FeSO4·xH2O分解的质量变化情况，得到如图关系：

实验结束后，装置B质量增加12.6 g，结合上图数据，确定FeSO4·xH2O中的x＝________。

答案 (1)四 Ⅷ

(2)2Fe＋SO2＋2H2O===2Fe＋SO4＋4H

(3)①持续充入氮气，可排出装置中的空气，并将晶体分解的气体产物全部从A中排出

高温

②2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑ ③防止氢氧化钠溶液倒吸 ④7

解析 (1)铁的原子序数是26，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。

(2)SO2通入FeCl3溶液中，Fe被还原为Fe，SO2被氧化为SO4，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒写出离子方程式：2Fe＋SO2＋2H2O===2Fe＋SO4＋4H。

(3)①装置A中需持续通入氮气的作用主要是排出装置中的空气及将装置A中生成的气体全部排出。

②装置A中残留有红棕色固体，说明产物中有Fe2O3，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说

高温

明还有SO2气体生成，根据氧化还原反应的规律可写出发生反应的化学方程式为2FeSO4=====Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑。

④根据图像可知，最终生成的氧化铁质量是8 g，装置B增重12.6 g，说明生成水的质量为12.6 g。根据化学式FeSO4·xH2O，可知Fe原子和H2O的个数比为1∶x，则2×8 g12.6 g

∶－1－1＝1∶x，解得x＝7。

160 g·mol18 g·mol

3＋

2＋

2－

＋

3＋

2＋

2－

3＋

2＋

2－

＋

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